Współczesne budownictwo komercyjne i użyteczności publicznej stawia przed projektantami instalacji teletechnicznych duże wyzwania. Powszechne stosowanie wielokomorowych przeszkleń niskoemisyjnych z powłokami selektywnymi oraz gęsto zbrojonych konstrukcji żelbetowych sprawia, że nowoczesne biurowce, centra handlowe i logistyczne stają się dla fal radiowych niemal doskonałą klatką Faradaya.

Odcięcie od zewnętrznego sygnału

Zjawisko tłumienia sygnału radiowego przez przegrody zewnętrzne stało się jednym z głównych problemów eksploatacyjnych w sektorze wielkogabarytowych budynków komercyjnych. Zastosowanie nowoczesnych technologii pozwala na wznoszenie obiektów o doskonałych parametrach termicznych, jednak np. tlenki metali napylane na pakiety szybowe w celu ograniczenia zysków od promieniowania słonecznego stanowią barierę niemal nie do przebycia w przypadku wysokich częstotliwości radiowych. Sytuację pogarsza zwarta konstrukcja budynków, w której gęste siatki zbrojeniowe i masywne słupy żelbetowe pochłaniają oraz odbijają fale elektromagnetyczne.

W konsekwencji użytkownicy obiektów, zwłaszcza w głębi traktów biurowych lub na kondygnacjach podziemnych, doświadczają całkowitego braku zasięgu sieci komórkowych. Dotyczy to w szczególności standardów nowej generacji, takich jak pasma milimetrowe technologii 5G, które ze względu na swoją naturę fizyczną są bardzo podatne na tłumienie przez przeszkody budowlane. W takich realiach tradycyjne podejście polegające na korzystaniu z zewnętrznych stacji bazowych operatorów staje się niewystarczające. Współczesny budynek musi zostać wyposażony w indywidualny, wewnętrzny system dystrybucji sygnału, który przejmie rolę cyfrowego krwioobiegu całego obiektu.

Architektura sieci wewnętrznej

Podstawą zapewnienia niezawodnej łączności bezprzewodowej w obiektach o wielkich powierzchniach są rozproszone systemy antenowe, znane szerzej pod skrótem DAS (ang. Distributed Antenna Systems). W zależności od skali oraz założeń budżetowych inwestycji, projektanci mają do wyboru kilka odmiennych podejść technologicznych.
Pierwszym z nich jest system pasywny wykorzystujący klasyczną sieć kabli koncentrycznych, splittery oraz anteny pasywne. Choć rozwiązanie to wydaje się najbardziej ekonomiczne i niezawodne z uwagi na brak elementów aktywnych na piętrach, jego minusem są znaczne straty sygnału na dużych odległościach, co w praktyce eliminuje je z zastosowania w nowoczesnych obiektach wysokościowych.

Zupełnie inną efektywnością cechuje się system aktywny, w którym sygnał radiowy od operatora jest konwertowany na sygnał optyczny i przesyłany cyfrowo światłowodami do jednostek zdalnych, gdzie bezpośrednio przy antenach następuje jego ponowna zamiana na falę radiową. Taka konfiguracja gwarantuje brak strat sygnału, niezależnie od odległości pionowych i poziomych w budynku, zapewniając jednocześnie najwyższą pojemność sieci i elastyczność w zarządzaniu pasmem.

Pośrednim rozwiązaniem, optymalizującym koszty w średnich i dużych kompleksach, jest system hybrydowy, który wykorzystuje światłowody do przesyłu sygnału między kondygnacjami, a kable koncentryczne do końcowej dystrybucji na poszczególnych piętrach.

Projektowanie i wdrażanie systemów łączności bezprzewodowej oraz tradycyjnych sieci LAN powinno być ściśle powiązane z rozmieszczeniem przestrzeni technicznych budynku, co potwierdzono w nowoczesnych standardach certyfikacji teletechnicznej WiredScore oraz SmartScore [1]. Kluczowym aspektem na etapie koncepcji architektonicznej staje się wydzielenie głównej serwerowni budynku, określanej w międzynarodowej nomenklaturze jako MDR (ang. Main Distribution Room). Pomieszczenie to powinno być usytuowane poza strefą zagrożoną zalaniem, najlepiej na wyższych kondygnacjach nadziemnych oraz przygotowane do wprowadzenia kabli światłowodowych od minimum dwóch niezależnych operatorów przez oddzielne przepusty kablowe (co gwarantuje zabezpieczenie na wypadek awarii).
Od głównej serwerowni sygnał dystrybuowany jest pionowymi szachtami (kanałami) do pomocniczych punktów rozdzielczych, czyli pomieszczeń SDR (ang. Secondary Distribution Room). Zgodnie z wytycznymi normy [2], pomocnicze punkty rozdzielcze muszą być rozmieszczone tak, aby długość okablowania poziomego od szafy dystrybucyjnej do końcowego gniazda abonenckiego nie była większa niż 90 metrów. Przekroczenie tej odległości powoduje spadek parametrów transmisji i uniemożliwia certyfikację sieci w najwyższych klasach przepływności.

Separacja instalacji teletechnicznych i silnoprądowych

W obrębie wielkogabarytowych szachtów instalacyjnych i pionów teletechnicznych pojawia się kolejne wyzwanie, jakim jest kompatybilność elektromagnetyczna, oznaczana skrótem EMC (ang. ElectroMagnetic Compatibility). Prowadzenie kabli strukturalnych i sygnałowych w bezpośrednim sąsiedztwie przewodów zasilających stacje transformatorowe, rozdzielnice główne czy centrale wentylacyjne, obniża parametry transmisyjne sieci. Przepływ prądu o wysokim natężeniu w kablach energetycznych generuje zmienne pola magnetyczne, które indukują w sąsiednich przewodach miedzianych prądy zakłóceniowe, zdolne do zniekształcenia lub całkowitego zerwania transmisji pakietów danych. Zagadnienie to, szczegółowo uregulowane w normie [3], wymaga od projektantów branży elektrycznej i teletechnicznej zachowania odpowiednich odległości między instalacjami silno- i słaboprądowymi (teletechnicznymi) na każdym etapie przebiegu magistrali.